新兴技术正在改变昆虫研究和环境监测。利用人工智能分析DNA、图像、声音和飞行模式，我们可以以更好的方式揭开昆虫世界的神秘面纱。

位于哥斯达黎加的自动昆虫相机陷阱。图片来源：Jenna Lawson

最近，人们对昆虫数量大幅下降的担忧促使研究人员紧急收集有关昆虫现状的数据。德国生物多样性综合研究中心（iD）高级研究员罗尔-范-克林克（Roel van Klink）说："迄今为止，只有少数昆虫类群和选定地区拥有此类数据。"为了改善现状，我们迫切需要对世界各地所有类型的昆虫进行评估。"

由于昆虫数量众多，而且很难将它们区分开来，因此获取有关昆虫趋势的完整信息一直是一项艰巨的任务。现在，技术突破正在为全球昆虫调查铺平道路。

由于技术上的突破，我们现在可以利用昆虫的各种不同特性来追踪它们。例如，许多昆虫会发出声音，这是其物种的特征。利用遍布整个环境的廉价设备，我们可以记录下这些声音，然后将其归属于发出声音的昆虫。另一种方法是，我们可以将昆虫吸引到灯光下，然后给它们拍照并识别图像。利用雷达甚至激光束，我们可以远程感知昆虫，并根据昆虫的大小和翅膀的拍动来识别它们。最后，我们可以从昆虫身上，或从昆虫在水或空气等环境中留下的痕迹中提取 DNA，并利用其基因序列来记录和识别它们。

"这些新方法具有巨大的潜力，可以弥补我们在昆虫数据方面的巨大差距。它们能以较低的成本为我们提供更多更好的新数据，部分原因是它们可以半自主或完全自主地收集数据。"丹麦奥胡斯大学生态科学系生态学教授托克-托马斯-霍耶（Toke Thomas Høye）说："新技术通常还能避免杀死昆虫。"

最重要的是，新方法减少了对专家的依赖，因为能够分辨昆虫的人很少，而且工作负担过重。与其把宝贵的专业知识用在每个昆虫样本上，他们可以教计算机做常规工作，然后专注于真正需要他们专业知识的任务。

更需要对昆虫物种进行自动处理的是，对于大多数昆虫来说，没有人了解它们。据估计，每五种昆虫中就有四种仍然不为科学所知，甚至没有名称。如果我们继续使用传统方法，那么要描述所有昆虫的特征将需要一千多年的时间。

"现在，基于计算机的方法和人工智能可以大大加快描述地球生命的任务。"瑞典农业科学大学（SLU）昆虫生态学教授托马斯-罗斯林（Tomas Roslin）说："通过让计算机学会如何分离昆虫，我们可以让数十亿张图像、数百万段录音和数万亿个 DNA 序列变得有意义。"

"这些技术进步将彻底改变我们对昆虫的认识。它们使我们能够对所有类型的昆虫进行调查。迄今为止，它们都是在相互孤立的情况下开发的，而我们的特刊则是它们整合的开始。"瑞士联邦研究所（WSL）的 Silke Bauer 博士说："通过将它们结合起来，我们将获得对全球昆虫前所未有的洞察力。然而，为了实现全球洞察力和平等，我们需要确保技术本身和所生成的数据都能为每个人所用"。"

新一期的《英国皇家学会哲学论文集》（Philosophical Transactions of the Royal Society B）展示了这些进展和原理，为任何对昆虫世界以及我们如何研究昆虫世界感兴趣的人提供了一个全面的入口。

编译自/ScitechDaily

DOI: 10.1098/rstb.2023.0101